对位芳纶纤维在防护领域的应用
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[摘 要]发挥对位芳纶优秀的物理机械性能和阻燃性，规避其吸湿性差、遇热收缩和价格昂贵等弊端，采用对位芳纶与纤维素阻燃纤维骨架基材的设计方案，实现对位芳纶在防护领域的应用。
[关键词]芳纶 防护领域 应用
中图分类号：F426.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0387-01
1.对位芳纶纤维性能
对位芳纶纤维是对位芳香族聚酰胺纤维（聚对苯二甲酰对苯二胺），在我国称为芳纶1414，是一种合成的高分子材料，具有优良的物理机械性能、热稳定性、阻燃性、电绝缘性和耐辐射性。其优秀的耐高温阻燃性能表现在极限氧指数（LOI）可达30左右，玻璃化温度为345℃左右，高温不熔融，分解温度高达560℃，耐热性更胜芳纶1313一筹；芳纶1414的连续使用温度范围极宽，在-196℃至204℃范围内可长期正常运行，在150℃下的收缩率为0。由于其分子链沿长度方向高度取向，并且具有极强的链间结合力，从而赋予纤维空前的高强度、高模量，强度大于28克/旦，是优质钢材的5～6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5。且具有良好的绝缘性和抗腐蚀性，生命周期很长，因而赢得“合成钢丝”的美誉。
2.对位芳纶纤维的应用
对位芳纶可单独使用，更多的应用于复合材料领域，虽然对位芳纶性能极其优越，但是产量少，价格昂贵，主要应用于宇航和国防工业，少量作为防弹衣、安全带之类的防护用。又由于其吸湿性差、遇热收缩阻碍了在个体防护领域的使用。
3.目前阻燃防护产品现状
目前市场上的阻燃产品主要是阻燃剂整理型阻燃防护服，这类服装耐水洗性差，而且只有克重超过300g/O厚重面料才能满足GB8965.1-2009《阻燃服》的强力要求，但是这样的面料穿着厚重，遇到高温出汗时湿重感更强，轻薄的阻燃面料强力达不到标准要求。
4.对位芳纶纤维在阻燃防护领域的应用
鉴于对位芳纶优秀的机械性能和理化性能，在防护领域可以发挥其独特优点，避其缺点。保定三源纺织科技有限公司采用对位芳纶开发出本质阻燃、防静电、防止热收缩、防止燃烧破裂、舒适性好、强力高的新面料。本产品是以对位芳纶为骨架，以纤维素阻燃纤维为基础，根据不同要求配以防静电纤维或其他功能纤维。纤维素阻燃纤维为基础，满足产品舒适性，使其具有透气、吸湿，调节人体热量的功能；对位芳纶为骨架，满足织物的强力要求，因为对位芳纶有极高的强度，是不可替代的骨架材料。基材骨架的设计方案使产品遇到火焰有防止热收缩及燃烧破裂的特点，选用合理的配比可使防爆裂功能发挥到极限。再配以防静电纤维，使产品成为本质阻燃、防静电、舒适性好、强力高、价格低的新面料。
5.生产对位芳纶防护产品关键技术措施
保定三源纺织科技有限公司在生产适用于防护领域的高性能对位芳纶织物时，不断总结经验和改进工艺，使得产品质量和使用效果都能满足防护功能。根据纤维性能，结合织物用纱要求，对位芳纶织物纺纱工序的生产流程为：混棉-开棉-纤维预处理-梳棉-v条（3道）-粗纱-细纱-络筒-v纱-倍捻。
在纺纱工序，由于对位芳纶与纤维素阻燃纤维基材骨架的设计方案，大大提高了对位芳纶纤维的可纺性。在纺纱工序前，适当进行原料预处理，并增加纺纱车间的湿度，可以消除纤维间静电现象，使纺纱工序顺利进行。采用不同的质量比和纱线规格，使其各自优势在织物中进行互补，可以实现对位芳纶防护服的功能多样化，改善织物的穿着舒适性，降低产品价格。
织造防护用对位芳纶织物，改善织物的综合性能，必须优先织造工艺。作为织物基材的纤维素阻燃纤维强度低，影响织物的物理性能，织造工序为了增加织物的强力，尤其是使撕破强力最大化，织物结构采用浮长线较长的3/1破斜纹织物组织和三厘格的组织结构。在服用机织物的实际穿着使用中，撕裂破坏性能更为重要，在《纺织材料学》关于织物撕破性能的开篇就指出：撕破强力比拉伸断裂强力更能反映织物的坚牢度。通过改变上机工艺，调整筘入数等参数，可以解决并根处经纱容易松弛，造成停经片下沉问题，通过改变引纬规律可消除并根处的纬缩疵点。
6.对位芳纶防护产品性能
对位芳纶织物性能测试如表一、表二：
从测试结果可以看出，对位芳纶织物无论是阻燃性能，还是理化性能均能满足防护要求，产品性能符合：GB8965.1-2009、EN ISO 11612-2008、CS-191标准要求。
7.结论
对位芳纶纤维具有优良的物理机械性能、热稳定性、阻燃性、电绝缘性和耐辐射性等优点，但也有价格昂贵、吸湿性差、遇热收缩等缺点。为了在防护领域发挥其独特优势，规避其不足之处，采用基材骨架的设计方案，寻求与纤维素阻燃纤维的协同效应，通过调整纺纱和织造工艺，可以获取均匀结构的对位芳纶织物。产品具有本质阻燃、防静电、防止热收缩、防止燃烧破裂、舒适性好、强力高、价格低等特点，各项性能指标优越，符合防护领域的严苛需求。对位芳纶将会在防护领域得到更广阔的发展与应用。
参考文献：
[1] 周宏.对位芳纶应用技术发展水平比较研究[j].新材料产业，2013-05-05